探究地球环境之谜

来源 :科学中国人·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:annhongmay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  聚焦前沿,发展壮大
  环境地球化学国家重点实验室具有悠久的发展历史,其前身为1974年正式组建的我国第一个环境地质研究机构:中国科学院地球化学研究所环境地质研究室。早在1968年,当地球化学环境思想处于启蒙时期,中国科学院地球化学研究所就率先开展了地方病区的地质环境调查和地球化学病因研究,提出的地球化学元素追踪法对环境调查和评价发挥了重要作用,为我国环境科学的崛起发挥了奠基作用;1972年继斯德哥尔摩《人类环境宣言》的发表,中国科学院地球化学研究所又开始了环境污染规律和环境质量研究,与有关单位一起开创性地主持了我国最早的大型环境科研项目——“北京西郊环境质量评价”和“京津渤地区污染规律和环境质量研究”,中国科学院地球化学研究所提出的地球化学环境分异的观点在区域环境研究中发挥了指导作用;进入20世纪80年代,全球变化问题的提出为环境地球化学的发展提供了新的研究空间,中国科学院地球化学研究所开拓了环境界面地球化学和环境记录研究新领域;通过上述工作,中国科学院地球化学研究所在我国建立和发展了环境地球化学这一学科。
  1989年,原国家计委批准利用世界银行贷款在中国科学院地球化学研究所环境地质研究室的基础上组建环境地球化学国家重点实验室(以下简称“实验室”),实验室于1991年由中国科学院批准正式对国内外开放,1995年10月建成并通过国家验收。
  实验室定位为基础和应用基础研究,围绕环境地球化学学科前沿领域和发展趋势,紧密结合国家在资源开发利用、生态环境保护和治理及人类健康服务等方面的重大需求,将地球科学、生命科学和环境科学融为一体,将当今的环境现象与地球历史的长期演化进行结合,将地球环境系统的自然演化与人为影响进行结合,探索自然作用和人类活动干扰下地球化学环境系统的变化规律,发展和完善环境地球化学理论体系,建成国际上有重要影响的环境地球化学研究基地。
  多年来,实验室以地球化学理论和方法为主要研究手段,从地球环境的整体性和相互依存性出发,针对区域(特别是西南喀斯特地区)生态环境特点和全球环境变化问题,综合研究天然和人为过程释放的化学元素、同位素及化合物在地表各圈层(岩石圈-土壤圈-水圈-大气圈-生物圈)之间的迁移和转化规律,针对区域评估导致环境质量变化的自然和人为作用份额,形成了环境地球化学过程与环境质量变化、地质环境与人体健康、地球化学记录与环境和气候变化三大研究方向。
  環境地球化学过程与环境质量变化方向主要研究地球表面各圈层之间的物质循环的生物地球化学过程及其生态和环境效应,揭示物质生物地球化学循环与生态环境变化之间的关系,为生态环境保护和治理决策提供科学依据。
  地质环境与人体健康方向主要研究有害物质迁移、转化规律及其控制机理,揭示地球化学环境与人群健康的耦合关系,为人体健康风险评价和人体健康保护提供科学理论依据。
  地球化学记录与环境和气候变化方向主要研究建立各种环境和气候变化的地球化学代用指标,揭示地球过去(尤其是全新世和过去2000年以来)的气候和环境变化及其与人类社会发展的关系。
  根据实验室定位和研究方向,实验室在揭示物质生物地球化学循环与生态环境变化、地球化学环境与人体健康、地球过去气候和环境变化与人类社会发展等方面的耦合关系作出持续性的创新贡献,为生态环境保护、人类健康和社会可持续发展提供基础性、前瞻性的科学决策依据,成为我国环境地球化学研究和人才培养的基地,在环境地球化学理论研究、应用基础研究和人才培养方面取得不可替代的地位,成为国际著名环境地球化学研究中心之一。
  突破创新,捷报频传
  今年上半年,实验室在国际知名期刊上发表多篇科研成果。
  针对喀斯特碳酸盐岩发育土壤中,碳主要以碳酸盐形式存在,微生物如何利用无机碳获取能量进行亚铁和砷氧化的过程仍不明确的问题,实验室课题组与广东省科学院生态环境与土壤研究所合作,利用稳定同位素核算探针技术(DNA-SIP)进一步研究了喀斯特稻田土壤微氧亚铁氧化过程中的碳固定机制及砷的转化规律。
  研究表明,微氧型铁氧化菌驱动的亚铁氧化耦合碳固定过程不仅能增加土壤中有机碳含量,还能促进砷的氧化以及砷在铁氧化物表面的吸附作用,有效降低砷的作物可利用性。研究结果对于利用土壤铁循环提高土壤肥力及降低重金属污染风险具有重要的支撑作用。研究成果发表于环境科学重要期刊Environmental Science and Technology,并被遴选为封面论文。
  针对目前居民无机汞暴露途径及贡献份额认识不够准确,制约着人体无机汞暴露的风险识别和风险防控的难题,实验室基于前期开发的低浓度样品汞富集及同位素测定方法,以贵州万山矿区、贵阳市区及长顺背景区居民作为研究对象,系统测定大气、食用食物(大米、鱼肉和蔬菜)和尿液汞含量和汞同位素组成,分析无机汞在人体代谢过程的分馏特征,以定量计算尿液汞的来源。结果表明,轻的汞同位素更易在肾脏富集并通过尿液排出。汞稳定同位素是研究人体无机汞的来源和新陈代谢过程的有力工具,不仅可以准确识别人体无机汞的暴露来源,而且为理解人体汞的新陈代谢过程提供独特视角。相关成果发表在环境科学领域1区期刊Environment Internationa。
  针对人类活动向大气中排放大量的毒性重金属汞,而各种排放源对周边土壤汞的影响程度和污染贡献份额并不清楚的问题,实验室选取我国4个典型汞排放行业(汞矿开采、金矿开采、锌冶炼和燃煤发电),采用汞同位素示踪与受体模型(PMF和PCA/APCS)进行土壤汞的溯源研究。
  结果表明,汞矿区、金矿区和锌冶炼区土壤汞污染较为严重,而燃煤电厂周边土壤汞略高于背景值,研究区域样品的汞同位素与汞含量存在显著差异。各排放源对其周边(方圆半径5km)土壤汞的贡献率分别是92.2%±9.70%(汞矿区),63.5%±0.83%(锌冶炼区),41.3%±1.90%(金矿区)和21.1%±3.58%(燃煤电厂)。
  研究定量揭示了我国典型汞排放地区土壤汞的污染特征和污染来源,展现了汞同位素用于研究人为排放与土壤汞耦合的潜力,为我国土壤汞污染防控和修复提供重要科学依据。相关成果在环境科学领域1区期刊Journal of Cleaner Production上。
  针对学术界对于方解石生长速率对方解石δ13C值的影响存在的巨大争议,刘再华研究员团队在研究中首次提出了水动力条件通过影响扩散边界层(DBL)厚度从而影响方解石的同位素和元素组成这一控制机理。该理论对于理解自然界和实验室方解石的同位素组成和元素比值有重要指示意义。研究成果近期发表在地学知名刊物Earth and Planetary Science Letters上。
  此外,实验室课题组还在国际著名SCI期刊Earth’s Future上发表的研究论文则探讨了全球硅酸盐岩风化碳汇的空间分布及时间变化趋势,并预测了未来不同情景下的碳汇量级。该研究对于改进碳循环模型和评价硅酸盐岩碳汇有重要意义,并为全球碳汇交易的公平性提供了参考,从而为全球环境治理提供理论依据。
  未来,实验室将继续依托中国科学院地球化学研究所这一广阔平台,突出和增强研究的前沿性,加大人才培养、学术交流力度,为环境地球化学研究作贡献。
其他文献
《我们星球上的生命》是一本呼应时代需求、发人深省的环保力作。作者大卫·爱登堡用70多年的实地调查、科学数据,为读者提供了珍贵翔实的全球气候、生态变化档案,具有很强的警示力。大卫·爱登堡将自己一生的独特见证和思考集合于这本书中,这不仅是一部给全人类的警醒之作,更是写给全人类的自救倡议书。  出生于1926年的大卫·爱登堡一生都在做一件事情:走遍全球,探索自然世界。在非同寻常的人生历程中,他阅尽了自然
中职学校班主任是中职学校班级管理的主要实施者,面对职业学校学生这一特殊群体,怎样才能全面提高中职学校班级管理效果,让学生健康成长呢?我校高度重视班级的管理工作,经常召开班主任工作培训会和班主任工作交流会。我们的做法是:班级管理制度化、注重培养班干部、注重家访工作、注重构建微平台、开好主题班会、关爱学生等。  一、班级管理制度化  无规矩不成方圆,班级规章制度对于班集体建设至关重要。符合实际的班级规
“课堂、情感、生命”是教育的焦点和热点,“情感、态度与价值观”越来越受到教育的关注。教师要进一步确立学生在课堂上的主体地位,构建开放而有活力的课堂,沟通学习与学生的经验、成长的关系,促进情感目标的有效达成,让教学活动满足学生的需求,让课堂成为师生发现、追求和分享真理的地方。  一、研究缘起  情感是教学的起点。但有些教师受应试教育的束缚,不能整体把握“三维目标”,课堂上重知识获取,轻情感体验。他们
什么是节奏?节奏是指音乐中交替出现的有规律的强弱、长短的现象,本是音乐上的用语,引用于课堂教学就是让课堂教学过程自始至终跌宕起伏、错落有致、韵味无穷。  很多老师也许都没有想到,语文课是有节奏的,一节课如果一直情绪高昂,师生都会觉得很疲惫;一节课如果始终沉闷无声,师生又会觉得很压抑。美学家朱光潜说过:“节奏是一切艺术的灵魂。”在实际的教学过程中,很多课包括经过反复推敲打磨的公开课,顶多算是有序的,
作为东风汽车公司自主品牌的旗舰,“东风1号”处于整个东风大自主产品序列中的顶端位置,自然受到了万众瞩目。  在开发设计中,根据目标消费者的需求,“东风1号”被定义为大气之车、睿智之车、品味之车、尊享之车。“东风1号”外观造型大气、稳健、成熟、内敛,彰显目标消费者自身的气度与风范;将搭载众多领先的人性化科技,以匹配目标消费者的智慧与才干;内部各处精致到位的细节,凸显目标消费者的时尚与品味;舒适完美的
摘要:随着信息素养理论研究的深入,专业信息素养的提升成为研究的重点,调查表明,体育教育专业学生的专业信息素养不高,针对我国体育教育专业学生信息素养教育的现状,文章提出体育教育专业学生的专业信息素养的提升对策:重视体育教育专业大学生的专业信息素养教育;加强专业课程与信息素养教育的融合;在论文撰写中增加信息素养的要求,提高学生专业信息素养。   关键词:体育教育专业;信息素养;专业信息素养    随着
入选理由 作为欠发达地区的人口大县和劳务输出大县,采取民办公助的形式, 盘活职业教育资源,变革学校管理模式,实现职教发展大跨越。  亮点 其实早在2004年,中江县的职业教育就已面临很多困惑:职教资源分散,学校点多线长,专业设置重复,缺乏核心竞争力。职业学校面临的发展难题则是:投入不足、设备老化、师资薄弱、管理落后。2004年 8月,中江县教育局将原有的5所公办职业中学合并为两所,即中江县职业中专
摘 要 以扬州科技馆研学旅行活动为案例,分享在活动准备及开展过程中的具体环节,进而探讨未来科技馆研学活动的实施路径,以期为高质量推进科普研学、馆校合作提供思路与实践案例。  关键词 研学旅行活动 SERVQUAL模型 探索与实施路径  doi:10.16703/j.cnki.31-2111/n.2019.06.011  王宇明.基于SERVQUAL模型下科技馆研学旅行活动的探索与实施路径——以扬州
肉鸡是一类高产的生物,很大程度上这与其自身体内的生物功能息息相关。不同的营养因素会影响肉鸡的生长、繁殖、产蛋量、免疫力和对各种环境应激的适应力。这种关系应提供可以调整营养方案的有用方法。  中图分类号:S816.1 文献标识码:C 文章编号:1001-0769(2015)06-0048-03  家禽日粮的代谢能(Metabolic Energy,ME)水平会对动物的生长产生一定的影响。日粮能量每增
寓言是小学语文教材中一种常见的文学体裁。它一般篇幅短小、内容生动、含义深刻、耐人寻味。拉·封丹曾说过:寓言可分为身体和灵魂两个部分,故事本身是身体,给人的教育好比灵魂。这一文体特点决定了寓言教学应在引导学生感知形象、受到情感熏陶的同时渗透理性教育,适度培养学生的理性精神。  从小学中高年级学生的思维特点看,他们情感丰富,擅长于形象思维,而理性思维处于萌芽时期,正期待着教育的轻轻唤醒。课改以来,语文